摘要:城市化进程的加速使我国城市人口剧增,随着人口的增多,城市地面的交通压力也在不断加大,为了缓解地面交通压力,愈来愈多的城市开始修建地铁车站。在地铁车站修建的过程中,大断面暗挖是比较常见的施工项目,其存在一定的施工难度和安全隐患,在实际施工时,要对施工环境、条件等因素进行分析,采取有效的施工措施。本文就大断面暗挖地铁车站双侧壁导坑法施工进行了相关的阐述,并提出了工序优化方案。
关键词:大断面;地铁车站;双侧壁导坑法
双侧壁导坑法也可以成为双侧壁导洞法、眼镜工法,其是一种比较常见的隧道挖掘方法。采用此法进行隧道挖掘,要尽可能避免挖掘施工对围岩的扰动,导坑断面呈现椭圆状,周边轮廓比较圆顺,可以减少应力集中的情况。在施工初期,要做好支护工作,可以采用格栅钢架、挂钢筋网、喷混凝土等支护方式,确保断面闭合良好,对围岩自承能力进行充分利用。要建立全面有效的监测系统,积极应用信息化技术,实现工程施工的动态掌控,进而提升施工的质量和安全性。在大断面暗挖地铁工程施工中,可以根据地铁工程的施工情况进行该施工方法的应用。
一、工程概述
以某城市地铁站为例,该车站的具体信息内容如下表所示:
表1 地铁站各项信息内容
二、大断面暗挖地铁车站双侧壁导坑法应用理论
(一)水平分层模型
该模型将断面作为依据,按照大小记性断面划分,然后根据相应的施工顺序进行土体挖掘。在实际开挖时,要对开挖速度进行合理的掌控,确保速度的均匀性,避免开挖周边出现过大的应力增长情况,进而影响洞室稳定性和安全性。在这个过程中,可以采用台阶施工法进行挖掘。将断面进行部分的划分,确保断面施工具有一定的适应能力,有效改善视功能更效率,并且保障支护闭合的快速形成,确保开挖面稳定安全。台阶法可以转化出多种施工方式,如果断面处于不同台阶位置,可以采用仰拱施工的方式。也可以根据水平方向进行层次的划分,对全面断和三台阶的开挖进行设置,可以根据实际施工条件、机械水平等进行方案的制定和调整。
(二)横向分块模型
该模型以横向分块的方式为主,根据施工顺序进行土体开挖,同时可以将其作为支护结构使用,避免开发深度过大导致周边应力出现剧烈变化,不仅影响施工效率,还会降低施工的安全性。目前,横向分块开挖是比较常用的挖掘方式。在挖掘初始阶段,要从隧道的一端开始,断面可以用作隔壁,一端开挖结束之后再对断面另一侧开挖。通过断面将其分为两个部分,进而减少跨度,提升底层选择的合理性,进而根据围岩稳定水平进行隧道开挖。如果实际施工时存在一定的安全隐患,可以以上述方法为基础,再增加隔壁,即应用隔壁法。这种方法可以根据隧道情况对隧道进行分割,从而减小区域之间的跨度。采用该方法的同时,要做好各个施工工序的自动封闭,进而确保隧道围岩结构的稳定与安全,避免施工事故的发生。
(三)平面分区模型
应用平面分区模型进行开挖时,隧道的开发顺序为:。在实际应用的过程中,根据模型中的各个参数数据进行模型优化,通过实际分析和对比进行不同方案的选择,可以采用分析法进行方案的明确,确保施工方案的科学性和合理性。
(四)纵向分段模型
纵向分段施工时,要合理把控开挖间距。在城市地铁隧道挖掘时,纵向分段开发是比较常用的开挖方式。目前,许多城市的地铁隧道都采用了此开发模式,施工和技术人员要根据隧道的各项参数进行施工方案的设计,采用分段建造的方式。如果隧道长度为L,实际施工时可以采取预留核心土的方式进行隧道开挖。根据参数设计进行分段数量集合的划分,常见的施工方法有长短台阶施工法等。可以根据工程的实际情况进行挖掘方法和方案的调整。在具体优化的过程中,为了明确优化模型,首先要确定分段优化参数,纵向分段模型可以采用fz=f(k,l)。
(五)三维分块模型
在实际施工的过程中,要对工程的三维方向结构空间进行考虑和分析。隧道开挖要分析三个方向,也要针对三个不同的方向采取相应的施工养护措施,通过有效的养护方案改善施工质量。
三、大断面暗挖地铁车站双侧壁导坑法工序优化
(一)开挖断面分块
为了保障施工方案的合理性以及实际施工的顺利展开,要对施工工序进行合理优化。在实际施工时,可以应用分层的临时仰拱,设计方案中的分块方式导致施工空间变小,导致机械设备难以进入,人工操作也存在难度,进而导致机械施工效率较低。因此,需要采取特殊的施工方式对大断面隧道进行施工。为了确保施工的顺利、安全的实行,技术和设计人员要做好初期支护工作,设计合理的支护参数,保障隧道的稳定性。在这个过程中,做好开挖次序的分析,合理控制工程中存在的各项变量和工程实际尺寸,要对循环开挖进尺距离进行优化。理论模型为。在设计、优化的过程中,可以采用九步开挖的方式,即i=j=3。其中,施工人员可以对h进行优化,从而使施工参数和实际工况更加符合,实现改善施工质量和效率的目的。对施工部分进行调整,确保施工车辆的顺利进出,进而保障开挖效率,做好施工组织优化,进行各部分施工顺序的调整,减少仰拱区的施工部分,进而增加核心图区面积,从而保障施工过程中隧道具有一定的稳定性。在实际施工时,可以更改不同分块,根据实际开挖面积的大小变化和各项参数的变化,对开挖过程、工序进行调整,确保设计内容与实际施工要求相符。
(二)开挖断面分块优化数值
在实际施工时,根据上述分块方式和子洞室开挖方式进行施工,各个分块采用相同的开挖顺序且支护参数固定,不会受到实际工况变化的影响,则需要对参数结果进行考虑,可以采取一次成型的开挖方式。根据实际挖法方案和力学概念进行工序分析,详细计算隧道各方面的受力情况,尽可能减少误差的出现,从而保障施工效率的有效提升。选择恰当的设计模型,采用FLAC3D软件进行模型的建立和设计。研究可知,在实际开挖时,要开挖隧道两侧,然后挖掘剩余部分。由于侧壁导坑以椭圆形为主,导坑宽度是实际宽度的1/4,则可以采用弱爆的施工方式。在弱爆方式应用时,要注意炸药装药量的控制,确保施工的安全性;可以采用台阶施工的方式,固定台阶长度,以此为基础,向左右两侧错开距离;根据当地围岩稳定性、地质条件等进行支护钢架间距的名曲,同时要确定仰拱参数,以最快的速度建造有效的防护栏;开挖之后,可以利用机械设备进行围岩的测量,对测量结果和反馈数据进行分析,从而了解洞身结构是否稳定,为支护参数的调整提供充分的数据支持。
通过工序的优化,可以全面确保施工安全,利用检测设备可知侧壁导洞的数据与安全数据相符。还能够改善施工效率,避免施工过程中出现坍塌等问题,进而全面提升工程施工的经济效益。
结语
综上所述,在大断面暗挖地铁车站施工时,可以采用双侧壁导坑法进行施工。技术人员要根据实际施工情况和施工条件对施工工序进行优化和完善,从而确保施工的安全性和高效性。
参考文献:
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论文作者:吴书君
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签:断面论文; 导坑论文; 隧道论文; 方式论文; 模型论文; 地铁论文; 围岩论文; 《基层建设》2019年第8期论文;